Гидроэлектрический серводвигатель Советский патент 1946 года по МПК H02K44/06 F03C1/26 G05G19/00 

Целью настоящего изобретения является создание простого и надежного гидроэлектрического серводвигателя для некоторых механизмов поступательного движения, требуюш;их значительных движущих усилий при относительно небольщих скоростях.

В описываемом серводвигателе для привода поршня используется электропроводная жидкость, для нагнетания которой в напорную камеру применен насос, выполненный известным образом по типу статора многофазной асинхронной машины с невращающимся сердечником и с винтовой направляющей для жидкости в зазоре магнитной цепи.

Согласно изобретению, указанный сердечник с закрепленной на нем направляющей использован в качестве поршня, для чего он выполнен подвижным в аксиальном направлении. Напорная камера соединяется с расходной камерой посредством трубки с дросселирующим краном.

Устройство и принцип действия серводвигателя поясняются чертежом.

Серводвигатель в основном состоит из статора 1 типа статора трехфазного асинхронного двигателя с закрытыми пазами, тонкой гильзы 2 из немагнитной стали и щихтованного сердечника 3, выполненного без обмотки и снабженного спиралью 4 из немагнитного материала, прилегающей к гильзе 2 с небольщим зазором.

Если заполнить полость, в которой находится сердечник 3, какойлибо металлической жидкостью, например ртутью или легкоплавким сплавом, и включить статор, то в цилиндрическом слое жидкости, заполняющем междужелезное пространство 5, как в короткозамкнутой обмотке вторичной цепи (с бесконечно большим числом стержней), будут индуктироваться токи, которые, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, создадут в каждом элементе жидкости окружные усилия, заставляющие весь слой жидкости также вращаться с некоторым скольжением.

№ 66070- 2 -

Однако в силу наличия в зазоре спирали 4 слой жидкости, как «жидкая гайка, будет навинчиваться на спираль и выходить из акгивиой зоны, развивая лри этом определенные аксиальные усилия. На место выходящей жидкости в активную зону будет поступать новая жидкость из емкости или циркуляционной системы. Если включить статор / так, чтобы жидкость перекачивалась из верхней расходной камеры 6 в нижнюю напорную камеру 8, то в результате развиваемого в камере S давления, сердечник, как поршень, начнет перемещаться вверх. Проворачивание сердечника под действием незначительных тангенциальных усилий от давления жидкости на спираль предотвращается выступами 10 на его штоке, входящими в пазе 9 основания серводвигателя.

Благодаря двойному редуцированию - винтовому в активной зоне и гидравлическому в напорной камере - осевое усилие на щтоке может намного превосходить окружные усилия, развиваемые в жидкости.

Предельные величины активного зазора и окружной скорости жидкости устанавливаются из условий ограничения намагничивающего тока и обеспечения ламинарного движения.

Плавное регулирование в широких пределах осевого усилия на штоке, а следовательно, и скорости его перемещения достигается дросселирующим краном 11 циркуляционной системы, состоящей из перепускных трубок 7 и охладителя 13 с ребристым корпусом.

Предлагаемый гидроэлектрический серводвигатель представляет собой совмещенные в одной машине электрический двигатель, винтовой редуктор, силовой насос и порщневой двигатель, отличающийся, помимо этого, от иных подобных агрегатов почти полным отсутствием в нем подвижных механических деталей и связанных с ними нодщипников, сальников и т. п. узлов.

Единственная подвижная деталь-сердечник со щтоком, - в отличие от всех прочих поршневых устройств, также не требует никаких плотпенмй, так как в данном случае функции манжетных уплотнений порщня выполняет «электромагнитный затвор или рабочие электромагнитные усилия в активной зоне. Перепады давления у выхода щтока 12 и стержня крана У/ отсутствуют и, следовательно, рассматриваемая система является абсолютно герметичной и безрасходной.

Существенной особенностью данного редуктора является естественная и плавная остановка рабочего хода щтока на желаемой, заранее установленной высоте в результате перекачивания всей активной жидкости из расходной камеры 6 в напорную 8 без каких-либо вспомогательных и защитных устройств.

В силу своих конструктивных особенностей и характеристик описанный гидроэлектрический серводвигатель сможет найти успешное применение в тех случаях, когда выбор привода обусловливаегся не столько энергетическими показателями, сколько соображениями компактности, малой стоимости, надежности, простоты регулирования и т. д., например, для некоторых прессов, домкратов, подъемников, тормозных устройств, приводов наведения тяжелых артиллерийских систем на переменном токе и т. п. механизмов. Он может быть также применен как регулятор при включении статорной обмотки в токовые контуры главных цепей.

Предмет изобретения

К Гидроэлектрический серводвигатель с приводом поршня электропроводной жидкостью, для нагнетания которой в напорную камеру при менен насос, выполненный по ти-пу статора многофазной асинхронной

машины с невращающимся сердечником и с винтовой направляющей для жидкости в зазоре магнитной цепи, отличающийся тем, что указанный сердечник с закрепленной на нем направляющей использован в качестве порщня, для чего он выполнен подвижным в аксиальном направлении.

2. Форма выполнения серводвигателя по п. 1, отличающаяся тем, что напорная камера соединена с расходной камерой посредством трубки с дросселирующим краном.